아래는 가장 단순히 두 IC간의 고속 Signal이 통과할때, RE(Radiated Emission) 전자파 방출에 관한 그림이다. 아 그림과 같이 전류는 두 Trace "Signal"과 "Ground"를 돌며 폐루프를 형성하는데, 그때 그 폐루프의 면적이 전자파방출을 하는데 중요한 요인이 된다. 아래 수식의 A값이 Area로 폐루프 면적을 나타내는데, 다른계수는 거의 고정되어있고, A값이 클수록 방사가 많아지게 된다. EMI를 고려한 설계시 이 면적을 중요하게 다뤄야 한다.
A : 폐루프 면적 (중요값)
다음 아래 Case1, Case2, case3 가 있다.
오직 Top layer만 있다고 가정하에 신호선과 GND 폐루프
Case 1case 2case 3
전자파 방출 순위로 보면, Case 1 > Case 2 > Case 3 으로 볼 수 있다. 이처럼 신호와 GND의 거리가 전자파 방출에 중요한 원인이 된다고 볼 수 있다.
그러면 어떻게 폐루프를 가장 짧게 만들 수 있는가?
그것이 바로 Shape Plate를 까는 이유가 될 수 있다. 전류는 저항이 적은 최단거리만을 골라서 돌아 오게 되는데, 그 경로가 넓고 자유로운 공간일 수록 유리하다.
예를 들면 어떤 시스템에 6V를 넣고 6V가 다시 나왔다면 Γ=1 이다. 즉 Reflection coefficient(반사계수) 값이 1이 된다.
이를 Return Loss로 바꾸기 위해서는, 아래 식으로 계산 하면 된다.
Γ=1 일 때, RL = 0이 된다. log 1 = 0 이므로. RL = 0 이라는 값은, Return Loss값이 0이라는 뜻이고 이 의미는 전반사가 되었다는 뜻이다. 즉 회로에 Load가 제대로 걸리지 않고 모두 되돌아온다는 뜻이다. RL = 0은 전부다 돌아온 값이므로 최대값이라고 볼 수 있다.
만약 6V를 넣고 3V가 나왔다면? Γ=-0.5 이다. 이를 RL값으로 계산 하면, RL = -0.6020 이다. 이를 통해 알 수 있는 것은, RL값이 작으면 작아질수록( -로 갈수록) Loss가 줄어드는 것으로 회로가 양호 하다는 것이다.
최근의 대부분 신호는 보통 직렬의 연결방식(serial signal communication)을 많이 사용한다. 이 방식이 병렬방식보다 많은 이점이 있기 때문이다. 병렬의 한 포트는 하나의 신호만 보내게 되는데, 반면 직렬의 신호는 1과 0의 디지털 신호로 빠르게 여러정보를 전달 할 수 있다. 따라서 Connector의 크기를 획기적으로 작게 만들 수 있다.
직렬 vs 병렬 커넥터 크기 비교 (출처:https://www.virtual-serial-port.org/article/what-is-serial-port/)
이제는 위에 Serial 커넥터보다 더 작고 빠르게 포트가 진화했다. 대표적으로 USB를 예를 들수있다.
